802.11是电气和电子工程师协会(IEEE)拟定的无线局域网(WLAN)系列规范，首要用于2.4和5GHz免车牌频段本地无线通讯。802.11系列规范得到世界广泛认可，并在WiFi联盟支撑下日益遍及。该协会是促进WLAN技能和802.11规范产品认证的职业安排。
802.11规范包含物理层和介质拜访操控(MAC)协议。自初次发布以来，物理层做了很多重要弥补和修订，而大部分MAC基本功用坚持不变。802.11规范经过多年开展，满意各种WLAN要求，Hiert and co.在[1]中做了具体总结。WLAN设备往往根据选用的物理层版别阐明其功用。常见版别包含802.11b、802.11a、802.11g，以及最近发布的802.11n。802.11最新版别是IEEE 802.11-2009，其间包含802.11n[3]。
由于回程(如xDSL、光纤)传输速度进步，以及高清(HD)内容流和即时文件传输等需求高数据速率运用的呈现，IEEE发布了两个新方案(802.11ac和802.11ad)进步最大数据速率，明显高于802.11n。表1归纳了802.11物理层规范。本案要点介绍802.11ac。
表1：IEEE 802.11物理层规范比照。
802.11ac也称为甚高吞吐量(VHT)，它是802.11n的继任规范，后者称为高吞吐量(HT)。与WLAN的演进进程相同，802.11ac全面向后兼容曾经的规范。802.11ac使命组TGac于2008年建立，开端开发802.11ac，修订IEEE 802.11-2009。这个规范估计2012年年末完结，2013年802.11作业组完毕批阅[7]。
本文介绍最新拟定的802.11ac，剖析此类设备的出产测验要求。内容分为以下几部分：802.11ac运用形式、功用方针、物理层简介和出产环境下面对的测验应战。
802.11ac运用形式
如表2所示，IEEE承认了很多需求千兆吞吐量的运用，并随之界说了六种运用形式(拜见[5])。这是802.11ac拟定的根底。运用形式中以数字家庭为要点。事实上，由于802.11ac支撑高数据速率，家庭环境中能够并行运转多种高带宽运用(如高清视频流、即时文件传输、零推迟互联网阅读等，如图1所示)。
图1：数字家庭环境下的802.11ac运用。
由于能够愈加快速地传输数据，802.11ac还具有能效方面的明显长处。802.11ac芯片能效优于根据前代规范的芯片。这是智能手机等电池供电设备的重要要求。用户能够极大地下降WLAN功耗，然后支撑新的运用功用和运用环境，如蜂窝IP数据卸载。
802.11ac功用方针
为支撑新运用和未来试验设备，Tgac界说了802.11ac的三种首要功用和功用要求[6]：
1.体系功用：802.11ac能够完结最大单站吞吐量和多站总计吞吐量，别离到达500Mbps和1Gbps以上。这是MAC数据服务接入点的丈量成果，5GHz频段通道带宽不大于80MHz。由于数据速率要求针对MAC而不是物理层，因而有必要考虑MAC功率，不能只是进步物理层数据速率。
2.向后兼容：802.11ac修订规范向后兼容作业在5GHz频段的802.11a和802.11n设备。
3.共存：802.11ac修订规范具有802.11ac与802.11a/n设备之间的共存机制。
有必要指出，802.11ac仅需向后兼容并与802.11a和802.11n共存。这是由于802.11ac设备实际上仅在5GHz频段作业。
802.11ac技能细节
为了确保向后兼容和共存，802.11ac在或许的情况下重用802.11n技能规范。例如，802.11ac选用与11n相同的物理层OFDM调制(正交频分多路复用)，并坚持相同的编码和交织式架构。不过，为了满意功用方针，做了一些必要的修正并供给新的11ac特性。表3所示为与802.11n比较，802.11ac引进的很多新特性(粗体杰出显现)。
表3：802.11ac的首要功用。
802.11ac设备物理层规则参数为80MHz带宽、64QAM 5/6和1个空分码流。选用这种装备，数据速率到达293Mbps。不过，选用一切选用参数的设备(160MHz、256QAM 5/6和8个空分码流)，数据速率能够到达6.93Gbps。
单PPDU帧格局按物理层集聚协议界说，如图2所示。为确保向后兼容，专门界说了802.11a和n设备能够接纳的非VHT字段。前导码中前4个字段用于非VHT站接纳。前三个字段与802.11n的字段相同，第四个字段用于承认802.11n仍是802.11ac。前导码中剩下字段仅用于VHT设备。VHT-STF用来改进MIMO传输中的自动增益操控。VHT-LTF是长练习系列，为接纳机供给MIMO信道预估。VHT-SIG-B供给单用户或多用户形式数据长度、调制和编码方案(MCS)信息。
图2：VHT PPDU格局。
出产测验面对的应战
WLAN出产测验体系广泛安装在全球WLAN设备制造厂中。硬件渠道长期以来没有大的改变，往往经过软件晋级满意跟着WLAN规范演进呈现的新的测验要求。不过，802.11ac的新功用对测验体系提出了更高的要求，许多现有硬件渠道需求晋级。
802.11ac带来了很多改变，其间三个方面是出产测验设备面对的最为严峻的应战：宽带宽、多个空分码流和高密度调制。此外，测验速度也是出产的重要要求。
1.宽带丈量
802.11ac仅在5GHz免车牌频段作业。与2.4GHz频段比较，具有宽可用带宽和低搅扰的长处。美国和欧洲信道分配别离如图3和图4所示，拜见[4]。因而，测验需求生成并剖析80MHz瞬时带宽或160MHz(可选)带宽，以及频率达5.835GHz的信号。
图3：美国信道分配。
图4：欧洲信道分配。
关于发射机测验，需求一次捕获整个信号带宽，丈量信号质量、频率、功率和频谱平整度。频谱包络丈量需求剖析更宽的带宽(如802.11ac80MHz为240MHz)。这能够选用频谱拼接技能，以愈加经济的办法来完结。这种技能能够捕获信号的多个快照，按频域进行拼接，显现整个带宽。
关于接纳机测验，需求生满意带宽信号波形模仿被测设备(DUT)。这种办法能够测验多种操作形式的接纳灵敏度。
现有及往后推出的Aeroflex PXI 3000系列射频模块支撑宽带信号剖析，并能够生成6GHz频率，便于满意802.11ac带宽和频率要求。咱们的802.11ac解决方案可经过软件晋级，是802.11ac测验的抱负渠道。
2.多输入多输出(MIMO)
MIMO是在发射机和接纳机上选用多个天线，经过先进的数字信号处理进步通讯功用。这种办法选用独立发射/接纳链，既能够进步链路可靠性，也能够进步数据速率。IEEE在802.11n中引进MIMO，将802.11ac的支撑才能扩展到8个空分码流和多用户MIMO(MU-MIMO)。相关于单用户MIMO，MU-MIMO能够一起端接多个用户同一频段来往传输的收/发信号，如图5所示。
图5：单用户与多用户MIMO举例。
在研制环境下，MIMO开发一般需求测验设备使用多径信道仿真，对不同MIMO节点的多个码流进行编/解码。而在出产环境下，由于设备规划认证已在研制阶段完结，因而测验要点转移到射频组件校准和设备质量承认。出产环境下MIMO测验还应优化速度和本钱。现在选用的一种办法是独自测验MIMO收发器的射频途径。一般是经过开关矩阵顺次对每个MIMO途径进行测验，以进一步节约测验设备的本钱，由于只需求一个测验收发器信道，如图6所示。这种办法足以满意MIMO出产要求，合理统筹功用与本钱。
图6：MIMO出产测验体系实例。
3.高密度调制
802.11ac规则OFDM形式选用256QAM调制方法。256QAM调制密度是曩昔WLAN规范最高密度调制方法64QAM的四倍。高速率传输所需传输信号质量高于曾经WLAN调制编码方案。表4列出各种802.11ac调制方法的差错向量起伏(EVM)或接纳星座图差错(RCE)要求。不管信号带宽多大，这种要求都是相同的。
表4：802.11ac的EVM要求。
如图7所示，EVM特性受相位、频率和起伏差错影响。高阶调制、多点界说星座图，意味着不同符号的信号振幅存在很大不同。选用高阶调制时，信号所受非线性和相位噪声等影响会变得愈加杰出[8]。
图7：可视EVM。
为了精确丈量802.11ac信号，测验设备的残留EVM有必要明显优于表4所示的最低EVM要求(即-32dB，256QAM)，否则会影响产值。这要求相关于测验曩昔的WLAN规范，802.11ac测验设备有必要具有愈加超卓的相位噪声和线性特性。
Aeroflex根据PXI 3000系列的WLAN测验解决方案优异的EVM特性，能够轻松满意802.11ac要求。如表5所示，这些数值反映了发射机和接纳机未选用均衡情况下(即人工生成较低丈量值)的残留EVM。
表5：Aeroflex PXI 3000渠道WLAN测验典型残留EVM/RCE特性。测验成果包含接纳机和发射机残留EVM/RCE。无均衡。
4.测验速度
出产测验速度和产值是两个最重要的出产指标。802.11ac是现在添加的一种测验设备，关于出产WLAN坚持可接受的低价位，以及在消费电子设备中的遍及具有重要意义。802.11ac的价位有必要与曩昔WLAN规范的价位适当。因而，802.11ac测验设备在高速校准和验证设备和组件，一起确保精度和可靠性的根底上，到达可观的产值是十分重要的。
Aeroflex 3000系列PXI模块化RF测验渠道满意测验速度和重复性要求。这是经过产品很多立异规划完结的，包含快速精确的硬件切换、优化软件架构、流水线技能，以及测验序列化进一步进步设备使用率。表6举例阐明802.11ac选用Aeroflex PXI 3000系列的丈量时刻。
表6：丈量时刻包含捕获、传输和剖析。每项测验剖析16个符号。测验成果是重复25次的平均值。
本文小结
802.11ac是IEEE最新的WLAN规范化作业，经过添加带宽、空分码流数量及选用先进的数字调制技能，数据速率进步6倍。这项作业定坐落802.11n的推行，在2015年有望成为干流规范，估计全球设备出货量将到达10亿[9]。这对设备测验和丈量提出了严峻应战，特别是出产测验。现在，已承认了802.11ac出产环境面对的四种首要测验应战：宽带宽、MIMO、高密度调制和测验速度。
Aeroflex为优化出产测验供给完好的WLAN解决方案。高功用、低本钱PXI 3000一向享有卓著名誉，为全球许多WLAN设备和RF组件制造商广泛选用。咱们的软件根据通用PXI硬件模块界说解决方案，有助于满意包括各种无线规范的测验需求。使用软件选件，不只可在同一渠道上进行WLAN测验，并且支撑多规范测验。
